JP4899201B2 - スチレン系重合体及びその製造方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は新規な高度のシンジオタクチック構造を有するトリアルキルシリルオキシスチレン重合体、その製造方法及び特定の構造式からなるトリアルキルシリルオキシスチレン単量体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ビニルフェノール系重合体は、例えばプリント配線基板、オフセットPS印刷版、フォトレジストなどの素材として、さらには難燃性接着剤や金属表面処理剤などとして有用なことが知られている。他方、シンジオタクチック構造のスチレン系重合体は、アタクチック構造のものに比べて耐熱性、耐薬品性及び電気的特性に優れていることが知られており、従って、シンジオタクチック構造のビニルフェノール系重合体も前記性質に優れていることが考えられる。
【0003】
シンジオタクチック構造のビニルフェノール系重合体の前駆体として、シンジオタクチック構造を有するアルコキシ置換スチレン重合体の配位重合法による製造方法が特開平5−310834号公報に開示されている。しかしながら、当該特許公報の実施例に於いて開示されているのはp−メトキシスチレン重合体のみであった。一般にアルコキシ置換フェノール類は、容易にフェノール類に変換されることが知られている〔Synthesis,第 417ページ(1977年)、TetrahedronLett.,第21巻,第3731ページ(1980年)、Tetrahedron,第24巻,第2289ページ(1968年)〕。しかしながら、p−メトキシスチレンの脱保護は非常に困難であり、コストの上昇を招くなど工業的に実施するのには問題があった。
【0004】
また、当該特許公報の比較例に開示されているように、脱保護が容易なアルコキシ置換スチレン類であるp−t−ブトキシスチレンを用いた重合ではアタクチック構造の重合体しか得られていなかった。さらに、当該公開特許公報で開示されている単量体の具体例としては、p−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−エトキシスチレン、p−n−プロポキシスチレン、p−n−ブトキシスチレンなどのアルコキシ置換スチレン類であって、トリアルキルシリルオキシスチレン類については何ら記載されていなかった。
【0005】
さらに、同じく配位重合法によるテトラベンジルチタン/メチルアルミノキサン系触媒を用いたp−メトキシスチレンやm−メトキシスチレンの重合に関する報告があるが、〔Macromolecules, 第22巻,第 104ページ(1989年)〕、この方法によるとアタクチック構造のものしか得られない。
一方、トリアルキルシリルオキシスチレン類の重合については、これまで種々の方法が知られており、例えば、ラジカル重合法〔Polym. J., 第12巻, 第277ページ(1980年)、米国特許第4689288号公報〕、アニオン重合法〔Makromol. Chem. Rapid Commun, 第3巻,第941ページ(1982年)〕などが報告されている。しかしながら、これらの方法は、いずれもアタクチック構造のポリトリアルキルシリルオキシスチレンの製造方法である。また、特開平6−298862号公報にはトリメチルシリルオキシスチレン、トリエチルシリルオキシエチレン、t−ブチルジメチルシリルオキシスチレンのようなトリアルキルシリルオキシスチレン類の記載はあるが、具体的には何ら示されていなかった。
【0006】
さらに、Polym. Mater. Sci. Eng., 第68巻, 第12ページ(1993年)にはt−ブチルジメチルシリルオキシスチレンをメチルシクロヘキサン溶媒中でアニオン重合させることにより、シンジオタクチックリッチなt−ブチルジメチルシリルオキシスチレン重合体が合成できることが報告されている。しかしながら、この方法によって合成された重合体の立体規則性は低く、そのシンジオタクチック構造は満足すべきものではなかった。
このように、高度のシンジオタクチック構造を有するトリアルキルシリルオキシスチレン重合体は、これまで得られていなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情の下で、プリント配線基板、オフセットPS印刷版、フォトレジストなどの素材として、あるいは難燃性接着剤や金属表面処理剤などとして有用なシンジオタクチック構造を有するビニルフェノール系重合体の前駆体である高度のシンジオタクチック構造を有するトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体を提供することを主たる目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高度のシンジオタクチック構造を有するトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の触媒の存在下にトリアルキルシリルオキシスチレンを重合させることにより、高度のシンジオタクチック構造を有するトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は、一般式(1)
【化3】
(式中、R1 は炭素数3〜30のトリアルキルシリルオキシ基、mは1〜3の整数であり、mが複数の場合R1 は同一であってもよいし、異なっていてもよい。)で表わされる構造単位を有する数平均分子量が800以上の重合体であり、かつそのタクティシティーが13C−NMRによるラセミペンタッドで30%以上であるシンジオタクチック構造のトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体を提供するものである。
【0010】
また、前記トリアルキルシリルオキシスチレン系重合体は、触媒として、(A)下記一般式(2)および/又は一般式(3)
MR2 aR3 bR4 cX1 4-(a+b+c) (2)
MR2 dR3 eX1 3-(d+e) (3)
(式中、R2、R3、及びR4はそれぞれ水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、炭素数1〜20のアシルオキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のチオアルコキシ基、炭素数6〜20のチオアリーロキシ基、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、フルオレニル基、あるいは置換フルオレニル基を示す。Mはチタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)からなる群から選ばれる遷移金属、X1はハロゲン原子を示す。これらR2、R3、及びR4は同一のものであっても、異なるものであってもよい。さらにa,b,cはそれぞれ0〜4の整数を示し、またd,eはそれぞれ0〜3の整数を示す。)で表される遷移金属化合物と、
(B)下記(a)〜(d)
(a)有機アルミニウムオキシ化合物、
(b)前記遷移金属化合物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるイオン性化合物、
(c)前記遷移金属化合物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるルイス酸化合物、
(d)周期律表第1、2及び13族元素金属の有機金属化合物、
から選択される少なくとも一種の助触媒との反応生成物を主たる触媒成分とするものを用いトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体を重合させることにより製造することができる。
【0011】
更に本発明はトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体を製造するための最も好ましい単量体に関するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明のトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体は、高度のシンジオタクチック構造を有するが、通常下記一般式(1)
【化4】
(式中、R1 は炭素数3〜30のトリアルキルシリルオキシ基、mは1〜3の整数であり、mが複数の場合R1 は同一であってもよいし、異なっていてもよい。)で表わされる構造単位を有する数平均分子量が800以上の重合体であり、かつそのタクティシティーが13C−NMRによるラセミペンタッドで30%以上であるシンジオタクチック構造を有するものであることが好ましい。
ここでいうシンジオタクチック構造とは、立体化学構造がシンジオタクチック構造、即ち炭素−炭素結合から形成される主鎖に対して側鎖であるフェニル基や置換フェニル基が交互に反対方向に位置する立体構造を有するものであり、そのタクティシティーは同位体炭素による核磁気共鳴法(13C−NMR法)により定量される。13C−NMR法により測定されるタクティシティーは、連続する複数個の構造単位の存在割合、例えば2個の場合はダイアッド、3個の場合はトリアッド、5個の場合はペンダッドによって示すことができる。
【0013】
本発明に言う高度のシンジオタクチック構造を有するトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体とは、前記一般式(1)で示されるようにトリアルキルシリルオキシスチレン類の繰り返し単位の連鎖において、好ましくはラセミダイアッドで75%以上、より好ましくは85%以上、最も好ましくは90%以上、若しくはラセミペンタッドで好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、特に好ましくは70%以上、最も好ましくは80%以上のシンジオタクティシティーを有するものを示す。しかしながら、置換基の種類などによってシンジオタクティシティーの度合いは若干変動する。
【0014】
本発明の製造方法により製造されるシンジオタクチックトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体では、結合している繰り返し単位は、1種類の構造単位相互間のみならず、2種類以上の両構造単位の相互間がそれぞれシンジオタクチック構造(コシンジオタクチック構造)となっている。また、これらの構造単位で構成される共重合体は、ブロック共重合、ランダム共重合あるいは交互共重合等の種々の態様のものがある。なお、本発明にいう主としてシンジオタクチック構造のトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体は、必ずしも単一の重合体である必要はない。シンジオタクティシティーが上記範囲に存する限り、アイソタクチックもしくはアタクチック構造のスチレン系重合体との混合物やアタクチック構造のスチレン系重合体が重合鎖中に組み込まれたものであってもよい。
【0015】
さらに、本発明のトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体の分子量は、数平均分子量で800以上、好ましくは1000〜200万、より好ましくは2000〜150万、特に好ましくは5000〜100万の範囲にあるのが望ましい。分子量が小さすぎると機械的強度が低いなど高分子としての物性が不十分になり、逆に、分子量が大きすぎると成形が困難になるという問題を生じる。分子量分布については特に制限はないが、シンジオタクチックトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比である分子量分布(Mw/Mn)の好ましい範囲は15 以下、より好ましくは10 以下であり、更に好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.0以下、最も好ましくは1.5以下である。分子量分布が広すぎると、物性の低下という問題が生じるので好ましくない。なお、ここでいうシンジオタクチックトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)とは、分子量分布が単分散である標準ポリスチレンを標準試料としてキャリブレーションされたゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて、示差屈折率計を検出器として測定することにより求められる分子量及び分子量分布のことである。
【0016】
本発明のトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体で使用されるスチレン系単量体としては、下記一般式(5)で表わされる1種以上のトリアルキルシリルオキシスチレン単量体が好ましく使用される。
【化5】
(式中、R1 は炭素数3〜30のトリアルキルシリルオキシ基、mは1〜3の整数であり、mが複数の場合R1 は同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
【0017】
前記一般式(5)で表わされる単量体の具体例としては、p−トリイソプロピルシリルオキシスチレン、m−トリイソプロピルシリルオキシスチレン、p−トリ−n−プロピルシリルオキシスチレン、m−トリ−n−プロピルシリルオキシスチレン、p−t−ブチルジメチルシリルオキシスチレン、m−t−ブチルジメチルシリルオキシスチレン、p−イソプロピルジメチルシリルオキシスチレン、m−イソプロピルジメチルシリルオキシスチレン、p−トリエチルシリルオキシスチレン、m−トリエチルシリルオキシスチレン、p−トリメチルシリルオキシスチレン、m−トリメチルシリルオキシスチレンなどを挙げることができる。これらの内で、分子量分布を狭くする観点から好適な単量体は、一般式(5)中のR1の炭素数5以上の単量体である。最も好適な単量体は下記構造式(4)で表されるp−トリイソプロピルシリルオキシスチレン、p−t−ブチルジメチルシリルオキシスチレンである。
【0018】
【化6】
【0019】
本発明で使用する上記した一般式(5)で表わされる単量体の製造方法及びその精製方法については、Eur. Polym. J., 第11巻, 第653ページ(1975年).、Makromol. Chem. Rapid Commun, 第3巻,第941ページ(1982年).、Macromolecules,第26巻, 第4995ページ(1993年).、特開昭59-53506号公報、特開平4-356505号公報などに開示されている公知の方法を適宜使用することができる。
【0020】
前記一般式(5)で表わされる単量体は一種のみ用いてもよいし、二種以上を併用して用いてもよく、また、一般式(5)で表わされる単量体とともに、本発明の効果を損なわない範囲内でこれと異なる他のスチレン系単量体を用いて共重合させてもよい。この場合のスチレン系単量体としては、例えばスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、o-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,5-ジメチルスチレン、3,4-ジメチルスチレン、3,5-ジメチルスチレン、p-ターシャリーブチルスチレンなどのアルキルスチレン、;p-クロロスチレン、m-クロロスチレン、o-クロロスチレン、p-ブロモスチレン、m-ブロモスチレン、o-ブロモスチレン、p-フルオロスチレン、m-フルオロスチレン、o-フルオロスチレン、o-メチル-p-フルオロスチレンなどのハロゲン化スチレン;
【0021】
4-ビニルビフェニル、3-ビニルビフェニル、2-ビニルビフェニルなどのビニルビフェニル類;1-(4-ビニルフェニル)ナフタレン、2-(4-ビニルフェニル)ナフタレン、1-(3-ビニルフェニル)ナフタレン、2-(3-ビニルフェニル)ナフタレン、1-(2-ビニルフェニル)ナフタレン、2-(2-ビニルフェニル)ナフタレンなどのビニルフェニルナフタレン類;1-(4-ビニルフェニル)アントラセン、2-(4-ビニルフェニル)アントラセン、9-(4-ビニルフェニル)アントラセン、1-(3-ビニルフェニル)アントラセン、2-(3-ビニルフェニル)アントラセン、9-(3-ビニルフェニル)アントラセン、1-(2-ビニルフェニル)アントラセン、2-(2-ビニルフェニル)アントラセン、9-(2-ビニルフェニル)アントラセンなどのビニルアントラセン類;1-(4-ビニルフェニル)フェナントレン、2-(4-ビニルフェニル)フェナントレン、
【0022】
3-(4-ビニルフェニル)フェナントレン、4-(4-ビニルフェニル)フェナントレン、9-(4-ビニルフェニル)フェナントレン、1-(3-ビニルフェニル)フェナントレン、2-(3-ビニルフェニル)フェナントレン、3-(3-ビニルフェニル)フェナントレン、4-(3-ビニルフェニル)フェナントレン、9-(3-ビニルフェニル)フェナントレン、1-(2-ビニルフェニル)フェナントレン、2-(2-ビニルフェニル)フェナントレン、3-(2-ビニルフェニル)フェナントレン、4-(2-ビニルフェニル)フェナントレン、9-(2-ビニルフェニル)フェナントレンなどのビニルフェニルフェナントレン類;1-(4-ビニルフェニル)ピレン、2-(4-ビニルフェニル)ピレン、1-(3-ビニルフェニル)ピレン、2-(3-ビニルフェニル)ピレン、1-(2-ビニルフェニル)ピレン、2-(2-ビニルフェニル)ピレンなどのビニルフェニルピレン類;
【0023】
4-ビニル-p-ターフェニル、4-ビニル-m-ターフェニル、4-ビニル-o-ターフェニル、3-ビニル-p-ターフェニル、3-ビニル-m-ターフェニル、3-ビニル-o-ターフェニル、2-ビニル-p-ターフェニル、2-ビニル-m-ターフェニル、2-ビニル-o-ターフェニルなどのビニルターフェニル類;4-(4-ビニルフェニル)-p-ターフェニルなどのビニルフェニルターフェニル類;4-ビニル-4’-メチルビフェニル、4-ビニル-3’-メチルビフェニル、4-ビニル-2’-メチルビフェニル、2-メチル-4-ビニルビフェニル、3-メチル-4-ビニルビフェニルなどのビニルアルキルビフェニル類;4-ビニル-4’-フルオロビフェニル、4-ビニル-3’-フルオロビフェニル、4-ビニル-2’-フルオロビフェニル、4-ビニル-2-フルオロビフェニル、4-ビニル-3-フルオロビフェニル、4-ビニル-4’-クロロビフェニル、
【0024】
4-ビニル-3’-クロロビフェニル、4-ビニル-2’-クロロビフェニル、4-ビニル-2-クロロビフェニル、4-ビニル-3-クロロビフェニル、4-ビニル-4’-ブロモビフェニル、4-ビニル-3’-ブロモビフェニル、4-ビニル-2’-ブロモビフェニル、4-ビニル-2-ブロモビフェニル、4-ビニル-3-ブロモビフェニルなどのハロゲン化ビニルビフェニル類;4-ビニル-4’-メトキシビフェニル、4-ビニル-3’-メトキシビフェニル、4-ビニル-2’-メトキシビフェニル、4-ビニル-2-メトキシビフェニル、4-ビニル-3-メトキシビフェニル、4-ビニル-4’-エトキシビフェニル、4-ビニル-3’-エトキシビフェニル、4-ビニル-2’-エトキシビフェニル、4-ビニル-2-エトキシビフェニル、4-ビニル-3-エトキシビフェニルなどのアルコキシビフェニル類;4-ビニル-4’-メトキシカルボニルビフェニル、
【0025】
4-ビニル-4’-エトキシカルボニルビフェニルなどのアルコキシカルボニルビニルビフェニル類;4-ビニル-4’-メトキシメチルビフェニルなどのアルコキシアルキルビニルビフェニル類;4-ビニル-4’-トリメチルシリルビフェニルなどのトリアルキルシリルビニルビフェニル類;4-ビニル-4’-メチルスタンニルビフェニル、4-ビニル-4’-トリブチルスタンニルビフェニルなどのトリアルキルスタンニルビニルビフェニル類;4-ビニル-4’-トリメチルシリルメチルビフェニルなどのトリアルキルシリルメチルビニルビフェニル類;4-ビニル-4’-トリメチルスタンニルメチルビフェニル、4-ビニル-4’-トリブチルスタンニルメチルビフェニルなどのトリアルキルスタンニルメチルビニルビフェニル類などのアリールスチレン類;p-クロロエチルスチレン、m-クロロエチルスチレン、o-クロロエチルスチレンなどのハロゲン置換アルキルスチレン;
【0026】
p-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、o-メトキシスチレン、p-エトキシスチレン、m-エトキシスチレン、o-エトキシスチレンなどのアルコキシスチレン;p-メトキシカルボニルスチレン、m-メトキシカルボニルスチレンなどのアルコキシカルボニルスチレン;アセチルオキシスチレン、エタノイルオキシスチレン、ベンゾイルオキシスチレンなどのアシルオキシスチレン;p-ビニルベンジルプロピルエーテルなどのアルキルエーテルスチレン;p-トリメチルシリルスチレンなどのアルキルシリルスチレン;p-トリメチルスタンニルスチレン、p-トリブチルスタンニルスチレン、p-トリフェニルスタンニルスチレンなどのアルキルスタンニルスチレン;ビニルベンゼンスルホン酸エチル、ビニルベンジルジメトキシホスファイド、p-ビニルスチレンなどのビニルスチレンなどが挙げられ、これらの単位を含む共重合体であってもよい。
上記一般式(5)で表わされる単量体とともに使用できるこれら他のスチレン系単量体の使用量は、本発明の重合体の用途によっても異なり一義的に定められないが、全単量体中、好ましくは45モル%以下、特に好ましくは0.1〜30モル%である。
【0027】
また、本発明のシンジオタクチックトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体に必要に応じて本発明の効果を損なわない範囲内でトリアルキルシリルオキシスチレン単量体と共重合可能なその他の単量体を共重合することができる。この場合のトリアルキルシリルオキシスチレン重合体単量体と共重合可能なその他の単量体としては、エチレン、プロピレン、1−ブテンなどのオレフイン、シクロペンテン、2−ノルボルネンなどの環状オレフイン、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン,2−クロロ−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエンなどの共役ジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネンなどの非共役ジエン、メチルメタクリレート、メチルアクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステルなどが含まれる。
【0028】
前記一般式(5)で表わされる単量体とともに使用できる他の単量体の使用量は、本発明の重合体の用途によっても異なり一義的に定められないが、全単量体中、好ましくは45モル%以下、特に好ましくは0.1〜30モル%である。
本発明の高度のシンジオタクチック構造を有するトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体は、以下に示す触媒系を用いることにより極めて効率よく製造することができる。すなわち、本発明の方法においては、触媒成分として前記した(A)成分の一般式(2)と一般式(3)で表される化合物の内から選ばれた少なくとも一種の遷移金属化合物と、前記した(B)成分の(a)〜(d)から選択される少なくとも一種の助触媒との反応生成物を主たる触媒成分として含有するものを用いる。
【0029】
(A)成分の遷移金属化合物は、前記した一般式(2)と(3)で表される遷移金属化合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である。
前記した一般式(2)又は(3)中のR2、R3、及びR4はそれぞれ水素原子,炭素数1〜20のアルキル基(具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基、イソアミル基、イソブチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基など)、炭素数6〜20のアリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基(具体的にはフェニル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基など)、炭素数1〜20のアシルオキシ基(具体的にはヘプタデシルカルボニルオキシ基など)、炭素数1〜20のアルコキシ基(具体的にはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、アミルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基など)、炭素数1〜20のチオアルコキシ基(具体的にはチオメトキシ基など)、炭素数6〜20のチオアリーロキシ基(具体的にはチオフェノキシ基など)、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基(具体的にはメチルシクロペンタジエニル基、1,2-ジメチルシクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基など)、インデニル基、置換インデニル基、フルオレニル基、あるいは置換フルオレニル基を示す。
【0030】
Mはチタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)からなる群から選ばれる遷移金属、X1はハロゲン原子(具体的には塩素、臭素、沃素、弗素)を示す。一般式(2)及び(3)中のR2、R3、及びR4は同一のものであっても、異なるものであってもよい。さらにa,b,cはそれぞれ0〜4の整数を示し、またd,eはそれぞれ0〜3の整数を示す。
【0031】
これらの遷移金属化合物の内で、重合活性の点で最も好適に使用されるのはチタン化合物である。更に好適なチタン化合物としては下記一般式(6)で表されるモノ(シクロペンタジエニル)チタン化合物、モノ(インデニル)チタン化合物、モノ(フルオレニル)チタン化合物がある。
TiR5XYZ (6)
(式中、R5はシクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、フルオレニル基あるいは置換フルオレニル基などを示し、X,Y及びZはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数1〜20のチオアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数6〜20のチオアリーロキシ基、炭素数6〜20のアリールアルキル基又はハロゲン原子を示す。)
【0032】
この式中のR5で示される置換シクロペンタジエニル基は、例えば炭素数1〜6のアルキル基で1個以上置換されたシクロペンタジエニル基、具体的にはメチルシクロペンタジエニル基;1,3-ジメチルシクロペンタジエニル基;1,2,4-トリメチルシクロペンタジエニル基;1,2,3,4-テトラメチルシクロペンタジエニル基;トリメチルシリルシクロペンタジエニル基;1,3-ジ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル基;ターシャリーブチルシクロペンタジエニル基;1,3-ジ(ターシャリーブチル)シクロペンタジエニル基;ペンタメチルシクロペンタジエニル基などである。
【0033】
また、X,Y及びZはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜12のアルキル基(具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基など)、炭素数1〜12のアルコキシ基(具体的にはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、アミルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基など)、炭素数1〜20のチオアルコキシ基(具体的にはチオメトキシ基など)、炭素数6〜20のアリール基(具体的にはフェニル基、ナフチル基など)、炭素数6〜20のアリーロキシ基(具体的にはフェノキシ基など)、炭素数6〜20のチオアリーロキシ基(具体的にはチオフェノール基など)、炭素数6〜20のアリールアルキル基(具体的にはベンジル基)又はハロゲン原子(具体的には塩素、臭素、沃素あるいは弗素)を示す。
【0034】
このような一般式(6)で表されるチタン化合物の具体例としては、シクロペンタジエニルトリメチルチタン;シクロペンタジエニルトリエチルチタン;シクロペンタジエニルトリプロピルチタン;シクロペンタジエニルトリブチルチタン;メチルシクロペンタジエニルトリメチルチタン;1,2-ジメチルシクロペンタジエニルトリメチルチタン;1,2,4-トリメチルシクロペンタジエニルトリメチルチタン;1,2,3,4-テトラメチルシクロペンタジエニルトリメチルチタン;ペンタメチルシクロペンタジエニルトリメチルチタン;ペンタメチルシクロペンタジエニルトリエチルチタン;
【0035】
ペンタメチルシクロペンタジエニルトリプロピルチタン;ペンタメチルシクロペンタジエニルトリブチルチタン;シクロペンタジエニルメチルチタンジクロリド;シクロペンタジエニルエチルチタンジクロリド;ペンタメチルシクロペンタジエニルメチルチタンジクロリド;ペンタメチルシクロペンタジエニルエチルチタンジクロリド;シクロペンタジエニルジメチルチタンモノクロリド;シクロペンタジエニルジエチルチタンモノクロリド;シクロペンタジエニルチタントリメトキシド;シクロペンタジエニルチタントリエトキシド;
【0036】
シクロペンタジエニルチタントリプロポキシド;シクロペンタジエニルチタントリフェノキシド;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリメトキシド;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリエトキシド;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリプロポキシド;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリブトキシド;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリフェノキシド;
【0037】
シクロペンタジエニルチタントリクロリド;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリクロリド;シクロペンタジエニルメトキシチタンジクロリド;シクロペンタジエニルジメトキシチタンクロリド;ペンタメチルシクロペンタジエニルメトキシチタンジクロリド;シクロペンタジエニルトリベンジルチタン;ペンタメチルシクロペンタジエニルメチルジエトキシチタン;インデニルチタントリクロリド;インデニルチタントリメトキシド;インデニルチタントリエトキシド;インデニルトリメチルチタン;インデニルトリベンジルチタン;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリチオメトキシド;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリチオフェノキシドなどが挙げられる。
【0038】
さらにチタン化合物としては、下記一般式(7)で表される縮合チタン化合物を用いてもよい。
【化7】
(式中、R6及びR7はそれぞれハロゲン原子、炭素数1〜20のアルコキシ基又はアシロキシ基を示し、kは2〜20の整数を示す。)
【0039】
上記一般式(7)で表される三価チタン化合物は、典型的には三塩化チタンなどの三ハロゲン化チタン、シクロペンタジエニルチタンジクロリドなどのシクロペンタジエニルチタン化合物が挙げられ、このほか四価チタン化合物を還元して得られるものが挙げられる。これら三価チタン化合物はエステル、エーテルなどと錯体を形成したものを用いてもよい。
【0040】
また、遷移金属化合物としてのジルコニウム化合物は、テトラベンジルジルコニウム、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ビスインデニルジルコニウムジクロリド、トリイソプロポキシジルコニウムクロリド、ジルコニウムベンジルジクロリド、トリブトキシジルコニウムクロリドなどがあり、ハフニウム化合物は、テトラベンジルハフニウム、ハフニウムテトラエトキシド、ハフニウムテトラブトキシドなどがあり、さらにバナジウム化合物は、バナジルビスアセチルアセトナート、バナジルトリアセチルアセトナート、トリエトキシバナジル、トリプロポキシバナジルなどがある。これら遷移金属化合物のなかではチタン化合物が特に好適である。また、上記したチタン化合物等は、エステルやエーテルなどと錯体を形成させたものを用いてもよい。
【0041】
その他(A)成分である遷移金属化合物については、共役π電子を有する配位子を2個有する遷移金属化合物、例えば、下記一般式(8)で表される遷移金属化合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物がある。
M1R8R9R10R11 (8)
(式中、M1はチタン、ジルコニウムあるいはハフニウムを示し、R8及びR9はそれぞれシクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基あるいはフルオレニル基を示し、R10及びR11はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、アミノ基あるいは炭素数1〜20のチオアルコキシ基を示す。ただし、R7及びR8は炭素数1〜5の炭化水素基、炭素数1〜20及び珪素数1〜5のアルキルシリル基あるいは炭素数1〜20及びゲルマニウム数1〜5のゲルマニウム含有炭化水素基によって架橋されていてもよい。)
【0042】
この一般式(8)中のR8,R9はシクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基(具体的にはメチルシクロペンタジエニル基;1,3-ジメチルシクロペンタジエニル基;1,2,4-トリメチルシクロペンタジエニル基;1,2,3,4-テトラメチルシクロペンタジエニル基;ペンタメチルシクロペンタジエニル基;トリメチルシリルシクロペンタジエニル基;1,3-ジ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル基;1,2,4-トリ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル基;ターシャリーブチルシクロペンタジエニル基;1,3-ジ(ターシャリーブチル)シクロペンタジエニル基;
【0043】
1,2,4-トリ(ターシャリーブチル)シクロペンタジエニル基など)、インデニル基,置換インデニル基(具体的にはメチルインデニル基;ジメチルインデニル基;トリメチルインデニル基など)、フルオレニル基あるいは置換フルオレニル基(例えばメチルフルオレニル基)を示し、R8,R9は同一でも異なってもよく、更にR8とR9が炭素数1〜5のアルキリデン基(具体的には、メチン基、エチリデン基、プロピリデン基、ジメチルカルビル基など)又は炭素数1〜20及び珪素数1〜5のアルキルシリル基(具体的には、ジメチルシリル基、ジエチルシリル基、ジベンジルシリル基など)により架橋された構造のものでもよい。
【0044】
一方、R10,R11は、上述の如くであるが、より詳しくは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基など)、炭素数6〜20のアリール基(具体的には、フェニル基、ナフチル基など)、炭素数7〜20のアリールアルキル基(具体的には、ベンジル基など)、炭素数1〜20のアルコキシ基(具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、アミルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基など)、炭素数6〜20のアリールオキシ基(具体的には、フェノキシ基など)、さらにはアミノ基や炭素数1〜20のチオアルコキシ基を示す。
【0045】
このような一般式(8)で表される遷移金属化合物の具体例としては、ビスシクロペンタジエニルチタンジメチル;ビスシクロペンタジエニルチタンジエチル;ビスシクロペンタジエニルチタンジプロピル;ビスシクロペンタジエニルチタンジブチル;ビス(メチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(ターシャリーブチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(1,3-ジメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(1,3-ジターシャリーブチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(1,2,4-トリメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(1,2,3,4-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビスシクロペンタジエニルチタンジメチル;ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;
【0046】
ビス(1,3-ジ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(1,2,4-トリ((トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビスインデニルチタンジメチル;ビスフルオレニルチタンジメチル;メチレンビスシクロペンタジエニルチタンジメチル;エチリデンビスシクロペンタジエニルチタンジメチル;メチレンビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;エチリデンビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ジメチルシリルビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;メチレンビスインデニルチタンジメチル;エチリデンビスインデニルチタンジメチル;ジメチルシリルビスインデニルチタンジメチル;
【0047】
メチレンビスフルオレニルチタンジメチル;エチリデンビスフルオレニルチタンジメチル;ジメチルシリルビスフルオレニルチタンジメチル;メチレン(ターシャリーブチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)チタンジメチル;メチレン(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジメチル;エチリデン(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジメチル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジメチル;メチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジメチル;エチリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジメチル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジメチル;メチレン(インデニル)(フルオレニル)チタンジメチル;
【0048】
エチリデン(インデニル)(フルオレニル)チタンジメチル;ジメチルシリル(インデニル)(フルオレニル)チタンジメチル;ビスシクロペンタジエニルチタンジベンジル;ビス(ターシャリーブチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビス(メチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビス(1,3-ジメチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビス(1,2,4-トリメチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビス(1,2,3,4-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビスペンタメチルシクロペンタジエニルチタンジベンジル;ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビス(1,3-ジ-(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジベンジル;
【0049】
ビス(1,2,4-トリ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビスインデニルチタンジベンジル;ビスフルオレニルチタンジベンジル;メチレンビスシクロペンタジエニルチタンジベンジル;エチリデンビスシクロペンタジエニルチタンジベンジル;メチレンビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;エチリデンビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;ジメチルシリルビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジル;メチレンビスインデニルチタンジベンジル;エチリデンビスインデニルチタンジベンジル;ジメチルシリルビスインデニルチタンジベンジル;メチレンビスフルオレニルチタンジベンジル;
【0050】
エチリデンビスフルオレニルチタンジベンジル;ジメチルシリルビスフルオレニルチタンジベンジル;メチレン(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジベンジル;エチリデン(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジベンジル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジベンジル;メチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;エチリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;メチレン(インデニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;エチリデン(インデニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;ジメチルシリル(インデニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;
【0051】
ビスシクロペンタジエニルチタンジメトキシド;ビスシクロペンタジエニルチタンジエトキシド;ビスシクロペンタジエニルチタンジプロポキシド;ビスシクロペンタジエニルチタンジブトキシド;ビスシクロペンタジエニルチタンジフェノキシド;ビス(メチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;ビス(1,3-ジメチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;ビス(1,2,4-トリメチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;ビス(1,2,3,4-テイラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;ビスペンタメチルシクロペンタジエニルチタンジメトキシド;ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;ビス(1,3-ジ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;
【0052】
ビス(1,2,4-トリ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;ビスインデニルチタンジメトキシド;ビスフルオレニルチタンジメトキシド;メチレンビスシクロペンタジエニルチタンジメトキシド;エチリデンビスシクロペンタジエニルチタンジメトキシド;メチレンビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;エチリデンビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;ジメチルシリルビス(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキシド;メチレンビスインデニルチタンジメトキシド;メチレンビス(メチルインデニル)チタンジメトキシド;エチリデンビスインデニルチタンジメトキシド;ジメチルシリルビスインデニルチタンジメトキシド;
【0053】
メチレンビスフルオレニルチタンジメトキシド;メチレンビス(メチルフルオレニル)チタンジメトキシド;エチリデンビスフルオレニルチタンジメトキシド;ジメチルシリルビスフルオレニルチタンジメトキシド;メチレン(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジメトキシド;エチリデン(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジメトキシド;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジメトキシド;メチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジメトキシド;エチリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジメトキシド;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジメトキシド;メチレン(インデニル)(フルオレニル)チタンジメトキシド;エチリデン(インデニル)(フルオレニル)チタンジメトキシド;ジメチルシリル(インデニル)(フルオレニル)チタンジメトキシドなどが挙げられる。
【0054】
また、ジルコニウム化合物としては、エチリデンビスシクロペンタジエニルジルコニウムジメトキシド、ジメチルシリルビスシクロペンタジエニルジルコニウムジメトキシドなどがあり、更にハフニウム化合物としては、エチリデンビスシクロペンタジエニルハフニウムジメトキシド、ジメチルシリルビスシクロペンタジエニルハフニウムジメトキシドなどがある。これらのなかでも特にチタン化合物が好ましい。更にこれらの組合せの他、2,2' -チオビス(4-メチル-6-t-ブチルフェニル)チタンジイソプロポキシド;2,2' -チオビス(4-メチル-6-t-ブチルフェニル)チタンジメトキシド等の2座配位型錯体であってもよい。
【0055】
これらの遷移金属化合物の中で、特に前記した一般式(6)で示されるようなπ配位子を1個もつ遷移金属化合物が好適に用いられる。本発明で用いられる重合用触媒においては、上記(A)成分の遷移金属化合物は一種用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0056】
本発明における触媒成分は、前記した(A)成分である遷移金属化合物と助触媒である(B)成分との反応生成物を主たる触媒成分として含有するが、助触媒である(B)成分は、次の(a)〜(d)から選択される少なくとも1種の助触媒を使用する。
(a)有機アルミニウムオキシ化合物
(b)前記遷移金属化合物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるイオン性化合物
(c)前記遷移金属化合物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるルイス酸化合物
(d)周期律表1、2及び13族元素金属の有機金属化合物
【0057】
先ず(a)の有機アルミニウムオキシ化合物は、好ましくは下記一般式(9)で表される直鎖状または環状重合体であり、いわゆるアルミノキサンである。
【化8】
(式中、R12は炭素数1〜10の炭化水素基であり、またR12そのものがハロゲン原子および/またはR13−O基で置換されたものでもよい。)
ここでR12またはR13の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソブチルなどのアルキル基が挙げられ、中でもメチル基が好ましい。nは重合度を示し、好ましくは 5 以上、さらに好ましくは 10〜100、最も好ましくは 10〜50 の範囲である。重合度nが 5 に満たないと、重合活性が低下するので好ましくなく、100 より大きくなると、重合活性の低下及び脱灰処理が困難になる等の問題を生ずるので好ましくない。
【0058】
(b)の前記した一般式(2)及び/又は一般式(3)で示される遷移金属化合物と反応してカチオン性遷移金属化合物を形成できるイオン性化合物としては、非配位性アニオンとカチオンとが挙げられる。
ここで非配位性アニオンとしては、例えば、テトラ(フェニル)ボレート、テトラ(フルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トリイル)ボレート、テトラ(キシイル)ボレート、トリフェニルペンタフルオロフェニルボレート、トリス(ペンタフルオロフェニル)フェニルボレートなどが挙げられる。
【0059】
これらの非配位性アニオンの中ではテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートであるものが特に好ましい。具体例としては、例えばトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;4,4’,4”−トリ(メトキシフェニル)カルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;トリ(トルイル)カルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;4,4’,4”−トリ(クロロフェニル)カルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;トリフェニルシリルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;トリメトキシシリルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;トリ(チオイソプロピル)シリルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;トリメチルシリルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;4,4’,4”−トリ(メトキシフェニル)シリルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;トリ(トルイル)シリルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;4,4’,4”−トリ(クロロフェニル)シリルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどが挙げられる。
【0060】
また、カチオンとしては、a)カルボニウムカチオン、b)オキソニウムカチオン、c)アンモニウムカチオン、d)ホスホニウムカチオン、e)遷移金属を有するフェロセニウムカチオンなどが挙げられる。
a)カルボニウムカチオンの具体例としては、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ置換フェニルカルボニウムカチオンなどの三置換カルボニウムカチオンを挙げることができる。トリ置換フェニルカルボニウムカチオンの具体例としては、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)カルボニウムカチオンが挙げられる。
【0061】
b)オキソニウムカチオンの具体例としては、ヒドロキソニウムカチオンOH3+、メチルオキソニウムカチオンCH3OH2+などのアルキルオキソニウムカチオン、ジメチルオキソニウムカチオン(CH3)2OH+などのジアルキルオキソニウムカチオン、トリメチルオキソニウムカチオン(CH3)3O+、トリエチルオキソニウムカチオン(C2H5)3O+などのトリアルキルオキソニウムカチオンなどが挙げられる。
【0062】
c)アンモニウムカチオンの具体例としては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオンなどのトリアルキルアンモニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオンなどのN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン、ジ(i-プロピル)アンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオンなどのジアルキルアンモニウムカチオンが挙げられる。
【0063】
d)ホスホニウムカチオンの具体例としては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオンなどのトリアリールホスホニウムカチオンが挙げられる。
【0064】
これら(b)のイオン性化合物は、上記で例示した非配位性アニオンおよびカチオンの中から、それぞれ任意に選択して組み合わせたものを用いることができる。上記のうち、特にトリフェニルカルボニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、1,1'-ジメチルフェロセニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのイオン性化合物がより好ましく用いることができる。
【0065】
(c)の前記した一般式(2)及び/又は一般式(3)で示される遷移金属化合物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるルイス酸化合物の具体例としては、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン、トリス(モノフルオロフェニル)ボロン、トリス(ジフルオロフェニル)ボロン、トリフェニルボロンが挙げられる。
【0066】
(d)の周期律表1、2及び13族元素金属の有機金属化合物には、狭義の有機金属化合物のみならず、周期律表1、2及び13族元素金属の有機金属ハロゲン化合物、水素化有機金属化合物も含まれる。ここで、
・周期律表1の元素金属には:Li,Na
・周期律表2の元素金属には:Mg,Be
・周期律表13の元素金属には:Al,Bが挙げられる。
これらの内、好ましい元素金属としては、Li,Mg,Alであり、特に好ましくはAlである。
【0067】
(d)の有機金属化合物として、例えばメチルリチウム、ブチルリチウム、フェニルリチウム、ジブチルマグネシウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウムなどが挙げられ、トリアルキルアルミニウムが好ましい。
(d)の有機金属ハロゲン化合物として、例えば、エチルマグネシウムクロライド、ブチルマグネシウムクロライド、ジメチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムクロライド、セスキエチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムジクロライドなどが挙げられる。
(d)の水素化有機金属化合物として、例えば、ジエチルアルミニウムハイドライド、セスキエチルアルミニウムハイドライドなどが挙げられる。
【0068】
本発明では、助触媒として上記の(a)〜(d)を単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。好ましい助触媒は(a)単独、(c)単独、(a)と(d)、(b)と(d)、(c)と(d)の組み合わせである。狭い分子量分布の重合体を得る目的のために、特に好ましいのは(b)と(d)及び(c)と(d)の組み合わせである。
【0069】
本発明で用いられるシンジオタクチックトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体製造用触媒は上記(A)成分と(B)成分を触媒の主成分として含有するものであるが、この他に本発明の効果を損なわない範囲内で他の触媒成分を加えてもよい。
本発明の触媒中の(A)成分と(B)成分の割合は、化合物の種類及び各種重合条件などにより異なり、一義的に定められないが、通常それぞれ独立に定められる(B)成分の各化合物(a)、(b)、(c)、(d)と(A)成分の遷移金属化合物のモル比が、下記の範囲内にあることが望ましい。
【0070】
(a)有機アルミニウムオキシ化合物中のアルミニウム/(A)遷移金属化合物のモル比は通常 1〜1000,000、好ましくは 5〜50,000、より好ましくは 30〜5,000 である。
(b)イオン性化合物/(A)遷移金属化合物のモル比は、通常 0.01〜100、好ましくは 0.1〜10である。
(c)ルイス酸性化合物/(A)遷移金属化合物のモル比は、通常 0.01〜100、好ましくは 0.1〜10 である。ここで助触媒成分としてルイス酸化合物を用いる場合には、周期律表1、2及び13族元素金属の有機金属化合物を併用することが好ましい。
(d)有機金属化合物を使用する場合には、(d)有機金属化合物/(A)遷移金属化合物のモル比は通常 0.1〜10,000、好ましくは 1〜1,000 である。上記の範囲を外れると重合活性が低下するので好ましくない。
【0071】
本発明においては、さらに、水素化金属化合物を、前記した周期律表1、2及び13族元素金属の有機金属化合物、有機金属ハロゲン化合物、水素化有機金属化合物などと併用してスチレン系単量体を重合してもよい。ここで水素化金属化合物としては、例えば、NaH,LiH,CaH2、LiAlH4,NaBH4などが挙げられる。周期律表1、2及び13族元素金属の主元素金属の有機金属化合物、有機金属ハロゲン化合物及び水素化有機金属化合物などは、前記したものが挙げられる。
【0072】
本発明においては、前記一般式(2)および/又は一般式(3)で示される遷移金属化合物単独、またはこれと前記(a)〜(d)から選択される少なくとも一種の助触媒を担体に担持して用いることができる。担体としては、無機化合物または有機高分子化合物が挙げられる。無機化合物としては、無機酸化物、無機塩化物、無機水酸化物などが好ましく、少量の炭酸塩、硫酸塩を含有したものでもよい。好ましいものはシリカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、カルシアなどの無機酸化物、および塩化マグネシウムなどの無機塩化物である。これらの無機化合物は、平均粒子径が 5〜150μm、比表面積が 2〜800 m2/g の多孔性微粒子が好ましく、例えば 100〜800 ℃で熱処理して用いることができる。
【0073】
有機高分子化合物としては、側鎖に芳香族環、置換芳香族環、またはヒドロキシ基、カルボキシル基、エステル基、ハロゲン原子などの官能基を有するものが好ましい。有機高分子化合物の具体例としては、エチレン、プロピレン、ブテンなどの単位を有する重合体を化学変成することによって得られる官能基を有するα-オレフイン単独重合体、α-オレフイン共重合体、アクリル酸、メタクリル酸、塩化ビニル、ビニルアルコール、スチレン、ジビニルベンゼンなどの単位を有する重合体、および、それらの化学変成物を挙げることができる。これらの有機高分子化合物は、平均粒子径が 5〜250 μmの球状微粒子が用いられる。遷移金属化合物、助触媒を単体に担持することによって、触媒の重合反応器への付着による汚染を防止することができる。
【0074】
本発明においては、上記(A)成分の遷移金属化合物と、上記(a)〜(d)から選択される少なくとも一種の助触媒である(B)成分とを接触させた触媒の存在下に、1種以上の前記した一般式(5)で示されるトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体を重合させる。具体的には、以下のような方法(I)〜(VII)で重合を実施すればよい。なお、下記の説明において(A)成分は遷移金属化合物を、(B)成分は助触媒を表わす。
【0075】
(I)(A)成分と(B)成分を予め接触させた後さらにトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体等の単量体成分と接触させて重合を行う。
(II)(A)成分、(B)成分及び少量のトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体成分を予め接触させた後、さらにトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体等の単量体成分と接触させて重合を行う。
(III)(A)成分と(B)成分を混合し、担体と接触させ、生成した担持触媒を分離して、担持触媒とトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体等の単量体成分とを接触させて重合を行う。
(IV)(A)成分と担体を接触させた後、さらに(B)成分と接触させ、生成した担持触媒を分離して、担持触媒とトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体等の単量体成分とを接触させて重合を行う。
【0076】
(V)(B)成分と担体を接触させた後、さらに(A)成分と接触させ、生成した担持触媒を分離して、担持触媒とトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体等の単量体成分とを接触させて重合を行う。
(VI)(A)成分とトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体等の単量体成分とを混合させた後、(B)成分を接触させて重合を行う。
(VII)(B)成分とトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体等の単量体成分とを混合させた後、(A)成分を接触させて重合を行う。
【0077】
(I)〜(VII)の方法の中では、開始剤効率と重合活性を向上させる点と、得られる重合体の分子量分布をさらに狭くさせうる点から、(I)及び(II)の方法が好ましい。
【0078】
(A)成分および(B)成分は、それぞれ、溶液、スラリーのいずれの状態のものでも使用可能であるが、より高い重合活性を得るためには溶液状態のものが好ましい。溶液またはスラリーとして調製するために用いる溶媒は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ミネラルオイル、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素溶媒、または、クロロホルム、メチレンクロライド、ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素溶媒である。好ましい溶媒はトルエン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素である。また、2種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
【0079】
本発明においては、前記触媒の存在下に、トリアルキルシリルオキシスチレン系単量体を重合させるが、重合方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合のいずれの方法も用いることができる。この重合反応においては、一般的には重合温度は−100〜250℃、好ましくは−50〜120℃、特に好ましくは−30〜70℃の範囲である。典型的な重合時間は30秒〜36時間、好ましくは1分〜20時間、さらに好ましくは5分〜10時間である。所望のポリマーを生成させるのに必要な最適時間は用いられる温度、溶剤及び他の重合条件によって変化する。また、重合は大気圧よりも低い圧力並びに大気圧よりも高い圧力において行うことができる。重合混合物の最も低い成分が気化するまでの減圧においても行われる。しかしながら、大気圧付近の圧力を用いるのが好ましい。重合方法としては、通常、不活性溶媒中での溶液重合法、スラリー重合法、モノマーを希釈剤とするバルク重合法によって行われる。これらの方法の中でも、溶液重合法及びバルク重合法が好ましい。
【0080】
重合に使用される不活性溶媒としては、脂肪族、環式脂肪族、芳香族及びハロゲン化芳香族炭化水素、並びにそれらの混合物が挙げられる。重合のための好ましい不活性溶媒は、C4〜C26アルカン、特に分岐アルカン、トルエン、エチルベンゼン、及びそれらの混合物である。0.5〜100 重量%のモノマー濃度を与えるのに適当な溶媒が使用される。また、アニソール、ジフェニルエーテル、エチルエーテル、ジグライム、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミンなどのアミン類などの極性化合物を本発明の効果を損なわない範囲で少量添加して重合反応を行ってもよい。
【0081】
重合体の分子量を調節するために、本発明の効果を損なわない範囲内で連鎖移動剤を添加することもできる。連鎖移動剤としては、1,2-ブタジエンなどのアレン類、シクロオクタジエンなどの環状ジエン類、および、水素が好ましく使用される。
【0082】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【0083】
まず、本発明の実施例で使用した各評価、測定方法について述べる。
1)触媒活性
触媒金属1mmol 1時間当たりのポリマー生成量(グラム)で表した。
2)ポリマーの分子量、及び分子量分布
東ソー社製8020型ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて、示差屈折率計を検出器として装着して測定を行った。
3)%シンジオタクティシティー
日本電子製LA600型核磁気共鳴分光装置を用い、13C-NMR分析により、ペンタッド(ラセミペンタッド)を測定することによって決定した。
13C−NMR測定条件
重テトラクロロエタンの 74.2ppm基準
測定温度:50℃
【0084】
4)結晶融解温度
マックサイエンス社製DSC3200Sを用い、アルゴン雰囲気下、以下に示すプロファイルに従い、c)に於ける結晶融解ピークのピークトップ温度により、結晶融解温度(Tm)及びガラス転移温度(Tg)を決定した。
a)10℃/min で0℃→220℃まで昇温。
b)10℃/min で220℃→0℃まで降温。
c)再び 10℃/min で0℃→350℃まで昇温。
【0085】
実施例1
(p−トリイソプロピルシリルオキシスチレンの合成)
内容積300ml のガラス製三ツ口フラスコにp−ビニルフェノール 0.134 mol、イミダゾール 0.343 mol、溶媒としてジメチルホルムアミド 90ml を入れ、トリイソプロピルシリルクロリド 0.174 molをジメチルホルムアミド90mlに溶解させた溶液を 0 ℃で 50 分かけて滴下させた。その後、反応温度を室温まで上昇させ、そのまま10時間反応させた。水を添加し、反応生成物をクロロホルムで抽出した。溶媒を留去した後、ジエチルエーテルに溶解し、水酸化ナトリウム水溶液と水で洗浄を行った。硫酸マグネシウムで生成物を乾燥させた後、濾過し、さらに水素化カルシウムで乾燥させた。その後、反応生成物を窒素気流下で減圧蒸留を行い、目的のp−トリイソプロピルシリルオキシスチレンを70%の収率で得た。
【0086】
生成物の構造は1H−NMR、13C−NMR、IR、元素分析により確認した。 1H−NMR(C2D2Cl4)δ7.22-6.75(4H、dd、Ar)、6.61-6.56(1H、dd、CH=)、5.56-5.05(2H、dd、CH2=)、1.20-1.15(3H、m、SiCH)、1.03-1.01(18H、t、SiCH3)
13C−NMR(C2D2Cl4)δ156.2(ArC4)、136.6(CH=)、130.7(ArC1)、127.7(ArC2 and C6)、120.3(ArC3 and C5)、112.0(CH2=)、18.3(CH3)、12.9(SiCH)
IR(KBr)1266、988、913、840、790 cm-1
元素分析:計算(C,73.85;H,10.21)、分析(C,73.96;H,10.39)
【0087】
実施例2
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 68.1 mlとトリオクチルアルミニウム 0.2 mmolをガラス製三ツ口フラスコに仕込み、10 分間室温でエージングを行った。ここに、(トリメチル)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmol、続いてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmolを仕込み室温で 10 分間エージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、30 分間エージングを行った。
【0088】
最後に、p-トリイソプロピルシリルオキシスチレン 0.9 mmolを仕込んで、-25 ℃にて 60 分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.193 g(収率:76.4 wt%)を得た。重合活性は 1.93 (g of polymer)/((mmol Ti)×hr)であった。得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 45600、数平均分子量(Mn)は 36300、分子量分布(Mw/Mn)は 1.26 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。
また、熱分析を行ったところ、251℃付近にTm、116℃付近にTgが観測された。
【0089】
実施例3
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 68.1 mlと(トリメチル)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmolをガラス製三ツ口フラスコに仕込み、続いてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmolを仕込んで、10 分間室温でエージングを行った。ここに、トリオクチルアルミニウム 0.2 mmolを仕込み室温で 10 分間エージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、30 分間エージングを行った。
【0090】
最後に、p-トリイソプロピルシリルオキシスチレン 0.9 mmolを仕込んで、-25 ℃にて 15 分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.041 g(収率:16.2 wt%)を得た。重合活性は 1.64 (g of polymer)/((mmol Ti)×hr)であった。得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 18500、数平均分子量(Mn)は 13400、分子量分布(Mw/Mn)は 1.38 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。
また、熱分析を行ったところ、250℃付近にTm、114℃付近にTgが観測された。
【0091】
実施例4
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 69.0 mlと(トリメチル)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmolをガラス製三ツ口フラスコに仕込み、続いてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmolを仕込んで、10 分間室温でエージングを行った。ここに、トリオクチルアルミニウム 0.2 mmolを仕込み室温で 10 分間エージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、30 分間エージングを行った。
【0092】
最後に、p-トリイソプロピルシリルオキシスチレン 2.0 mmolを仕込んで、-25 ℃にて 30 分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.233 g(収率:48.5 wt%)を得た。重合活性は 4.66 (g of polymer)/((mmol Ti)×hr)であった。得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 69000、数平均分子量(Mn)は 55200、分子量分布(Mw/Mn)は 1.25 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。
【0093】
実施例5
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 69.0 mlと(トリメチル)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmolをガラス製三ツ口フラスコに仕込み、続いてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmolを仕込んで、10 分間室温でエージングを行った。ここに、トリオクチルアルミニウム 0.2 mmolを仕込み室温で 10 分間エージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、30 分間エージングを行った。
【0094】
最後に、p-トリイソプロピルシリルオキシスチレン 2.0 mmolを仕込んで、-25 ℃にて 60 分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.383 g(収率:79.7 wt%)を得た。重合活性は 3.83 (g of polymer)/((mmol Ti)×hr)であった。得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 102000、数平均分子量(Mn)は 81700、分子量分布(Mw/Mn)は 1.25 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。
【0095】
実施例2で得られた重合体がシンジオタクチック構造であることの確認
図1(a)(b)に実施例2で得られた重合体の13C−NMRを、図2(a)(b)に実施例2で用いた単量体を使用して熱重合により合成されたアタクチック構造を有する重合体の13C−NMRを示す。
図1(a)において、137.87ppmのフェニルC1 炭素に帰属するピークが、図2(a)(アタクチック)に比べ非常にシャープになっていること、そして図1(b)の44.72ppmの主鎖メチン炭素に帰属するピークが、図2(b)に比べ、非常にシャープになっていることから、実施例1で得られた重合体は、非常に立体規則性の高いものであることがわかる。また、DSC測定で観察されたの吸熱ピーク(融点)の存在もこのことを支持する。さらに、Macromolecules,第21巻,第12号,第3356ページ(1988年)にて示されるように、一般にシンジオタクチック構造に由来するラセミペンタッド構造のピークは、アタクチック構造の複雑なピークと比較すると、高磁場側に位置するのに対し、図1(a)の実施例1で得られた重合体のフェニルC1炭素のピーク137.87ppmは、図2(a)の 137.0〜 141.0ppmのアタクチック構造のフェニルC1炭素の複雑なピークの中で、高磁場側に位置する。これらのことから、実施例1で得られた重合体はシンジオタクチック構造のものであることがわかる。
【0096】
実施例6
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 68.1 mlとトリオクチルアルミニウム 0.1 mmolをガラス製三ツ口フラスコに仕込み、10 分間室温でエージングを行った。ここに、(トリメチル)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmol、続いてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmolを仕込み室温で 10 分間エージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、10 分間エージングを行った。
【0097】
ここに、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン0.1mmolのトルエン溶液を仕込んで。さらに-25 ℃の温度で60分間エージングを行った。
最後に、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン2.0mmolのトルエン溶液を仕込んで、-25 ℃にて 5 分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.119 g(収率:24.2 wt%)を得た。重合活性は 14.3 (g of polymer)/((mmol Ti)×hr)であった。
得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 31600、数平均分子量(Mn)は 29300、分子量分布(Mw/Mn)は 1.08 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。
また、熱分析を行ったところ、104 ℃にTgが観測された。
【0098】
実施例7
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 68.1 mlとトリオクチルアルミニウム 0.1 mmolをガラス製三ツ口フラスコに仕込み、10 分間室温でエージングを行った。ここに、(トリメチル)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmol、続いてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmolを仕込み室温で 10 分間エージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、10 分間エージングを行った。
【0099】
ここに、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン0.1mmolのトルエン溶液を仕込んで。さらに-25 ℃の温度で60分間エージングを行った。
最後に、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン2.0mmolのトルエン溶液を仕込んで、-25 ℃にて 10 分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.227 g(収率:46.2 wt%)を得た。重合活性は 13.6 (g of polymer)/((mmol
Ti)×hr)であった。
得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 46800、数平均分子量(Mn)は 44000、分子量分布(Mw/Mn)は 1.06 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。
また、熱分析を行ったところ、105 ℃にTgが観測された。
【0100】
実施例8
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 68.1 mlとトリオクチルアルミニウム 0.1 mmolをガラス製三ツ口フラスコに仕込み、10 分間室温でエージングを行った。ここに、(トリメチル)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmol、続いてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmolを仕込み室温で 10 分間エージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、10 分間エージングを行った。
【0101】
ここに、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン0.1mmolのトルエン溶液を仕込んで。さらに-25 ℃の温度で60分間エージングを行った。
最後に、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン2.0mmolのトルエン溶液を仕込んで、-25 ℃にて 20 分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.364 g(収率:73.9 wt%)を得た。重合活性は 10.9 (g of polymer)/((mmol
Ti)×hr)であった。
得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 65500、数平均分子量(Mn)は 60800、分子量分布(Mw/Mn)は 1.08 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。また、熱分析を行ったところ、105 ℃にTgが観測された。
【0102】
実施例9
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 68.1 mlとトリオクチルアルミニウム 0.1 mmolをガラス製三ツ口フラスコに仕込み、10 分間室温でエージングを行った。ここに、(トリメチル)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmol、続いてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmolを仕込み室温で 10 分間エージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、10 分間エージングを行った。
【0103】
ここに、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン0.1mmolのトルエン溶液を仕込んで、さらに-25 ℃の温度で60分間エージングを行った。
最後に、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン2.0mmolのトルエン溶液を仕込んで、-25 ℃にて 30 分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.444 g(収率:90.2 wt%)を得た。重合活性は 8.88 (g of polymer)/((mmol
Ti)×hr)であった。
得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 89900、数平均分子量(Mn)は 82400、分子量分布(Mw/Mn)は 1.09 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。また、熱分析を行ったところ、105 ℃にTgが観測された。
【0104】
実施例8で得られた重合体がシンジオタクチック構造であることの確認
図3(a)(b)に実施例8で得られた重合体の13C−NMRを、図4(a)(b)に実施例8で用いた単量体を使用して熱重合により合成されたアタクチック構造を有する重合体の13C−NMRを示す。
図3(a)において、138.01ppmのフェニルC1炭素に帰属するピークが、図4(a)(アタクチック)に比べ非常にシャープになっていること、そして図3(b)において44.73ppmの主鎖メチン炭素に帰属するピークが、図4(b)に比べ、非常にシャープになっていることから、実施例8で得られた重合体は、非常に立体規則性の高いものであることがわかる。
さらに、Macromolecules,第21巻,第12号,第3356ページ(1988年)にて示されるように、一般にシンジオタクチック構造に由来するラセミペンタッド構造のピークは、アタクチック構造の複雑なピークと比較すると、高磁場側に位置するのに対し、図3の実施例8で得られた重合体のフェニルC1炭素のピーク138.01ppmは、図4の 137.0〜 140.5ppmのアタクチック構造のフェニルC1炭素の複雑なピークの中で、高磁場側に位置する。これらのことから、実施例8で得られた重合体はシンジオタクチック構造のものであることがわかる。
【0105】
参考例1
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 47.1 mlとトリオクチルアルミニウム 0.1 mmolを仕込み、室温で10 分間エージングを行った。続いてペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmol、及び、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート 0.09 mmol を仕込んで、10分間室温でエージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、10 分間エージングを行った。
【0106】
ここに、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン 0.1 mmolのトルエン溶液を仕込んで、さらに-25 ℃の温度で60分間重分間エージングを行った。
最後に、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン 2.0 mmolのトルエン溶液を仕込んで、-25 ℃にて5分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.372 g(収率:75.6 wt%)を得た。重合活性は 44.8 (g of polymer)/((mmol Ti)×hr)であった。得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 96200、数平均分子量(Mn)は 53900、分子量分布(Mw/Mn)は 1.78 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。
【0107】
実施例10
乾燥し、窒素置換した内容積 200 mlのガラス製三ツ口フラスコを用い、窒素雰囲気下で重合反応を行った。トルエン 47.1 mlとトリイソブチルアルミニウム0.1 mmolを仕込み、室温で10 分間エージングを行った。続いてペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウム 0.1 mmol、及び、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン 0.09 mmol を仕込んで、10分間室温でエージングを行った。次に、-25 ℃の恒温とし、10 分間エージングを行った。
【0108】
ここに、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン 0.1 mmolのトルエン溶液を仕込んで、さらに-25 ℃の温度で60分間重分間エージングを行った。
最後に、p-tert-ブチルジメチルシリルオキシスチレン 2.0 mmolのトルエン溶液を仕込んで、-25 ℃にて20分間重合反応を行った。少量のメタノールを添加して重合反応を停止し、重合溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。得られた重合体をトルエンに再溶解させ、濾過後、再度溶液を大量のメタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。洗浄、濾別、乾燥、秤量して、重合体 0.485 g(収率:98.5 wt%)を得た。重合活性は 14.6 (g of polymer)/((mmol Ti)×hr)であった。得られた重合体の重量平均分子量(Mw)は 31000、数平均分子量(Mn)は 26800、分子量分布(Mw/Mn)は 1.16 であった。また、13C-NMR測定により求められるシンジオタクティシティーは、ラセミペンタッドで 95 %以上であった。
【0109】
【発明の効果】
本発明のトリアルキルシリルオキシスチレンは、トリアルキルシリルオキシスチレン重合体の製造に用いることができ、本発明のトリアルキルシリルオキシスチレン重合体は、高度のシンジオタクチック構造を有するものであって、プリント配線基板、オフセットPS印刷版、フォトレジストなどの素材として、あるいは難燃性接着剤や金属表面処理剤などとして有用なビニルフェノール系重合体に容易に導くことができる。また、本発明の製造方法によると、該トリアルキルシリルオキシスチレンスチレン重合体を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2で得られた重合体の13C−NMRチャートである。
【図2】実施例2で用いた単量体で得られたアタクチック構造を有する重合体の13C−NMRチャートである。
【図3】実施例8で得られた重合体の13C−NMRチャートである。
【図4】実施例8で用いた単量体を熱重合により得られたアタクチック構造を有する重合体の13C−NMRチャートである。
Claims (2)
- 下記一般式(1)
触媒として、(A)下記一般式(6)
TiR5XYZ (6)
(式中、R5 はシクロペンタジエニル基、又は、置換シクロペンタジエニル基を示し、X,Y及びZはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数1〜20のチオアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基,炭素数6〜20のチオアリーロキシ基,炭素数6〜20のアリールアルキル基又はハロゲン原子を示す。)で表される遷移金属化合物と、
(B)前記遷移金属化合物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロンからなる助触媒との反応生成物を主たる触媒成分とするものを用いトリアルキルシリルオキシスチレン系単量体を重合させることを特徴とするトリアルキルシリルオキシスチレン系重合体の製造方法。
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